книги / Проектирование технологических процессов изготовления РЭА
..pdfтипа осйастки, по установочным базам заготовки, по сйловому расчету, по точности и должна быть выполнена предварительная эскизная проработка конструкции, ко торую надо начинать с изучения существующих конст рукций;
Конструкция приспособления или штампа должна быть увязана с конструкцией станка или пресса, распо ложением стола станка, крепежных пазов на нем, орга нов управления, нижнего положения ползуна пресса, с условием выталкивания детали н отходов.
Кроме производительности п точности, при проекти ровании оснастки следует уделять особое внимание об легчению условии труда н безопасности работы.
4.8.Выбор технологической тары
Этот вид оснащения называют организационной тех нологической оснасткой (оргоснасткой). Проектирование технологической тары имеет важное значение, так как для радиоаппаратуры характерно большое количество узлов и деталей и многие из них требуют весьма осто рожного обращения.
Процесс проектирования аналогичен проектированию специальной технологической оснастки. Следует учиты вать универсальность тары и простоту ее изготовления из прочных и иедефицитных материалов. Рациональным является применение тары в виде транспортабельных алюминиевых и сварных стальных конструкций, а также из пластмасс.
Современная организация складского хозяйства тре бует использования унифицированных конструкций та ры, поэтому при решении вопросов следует ориентиро ваться на стандартный, системный подход.
При подборе технологической тары можно восполь зоваться каталогом на производственную тару для ра диоэлектронной промышленности, где указаны назначе ние тары, материал, характеристики, размеры, а также ориентировочно масса и цена.
4.9.Нормирование технологического процесса
Нормирование технологического процесса состоит в определении величины штучного времени Тштдля каж дой операции (при массовом производстве) и штучно калькуляционного времени Тшк (при серийном пронз-
6-181 |
81 |
водстье). В последнем случае дополнительно рассчиты
вается подготовительно-заключительное время Тп3.
Как указывалось в § 1.4, величины Тшт и ТШк опре деляются по формулам
Ттт=Т0т;-{-Тъ-\-Тоб-\‘ ТА и ТшК= УшТ“1-7’пз/Л.
Нормирование процесса производится после опреде ления содержания операций, выбора оборудования, ин струментов и расчета режимов обработки. Работу по нормированию выполняют в следующей последователь ности:
—на основе установленных режимов обработки по каждому переходу операции вычисляется основное (тех нологическое) время Тот;
—- по содержанию каждого перехода и в зависимости от массы и размеров детали, а также способа ее уста новки и закрепления определяется вспомогательное вре мя Тв по нормативам и с учетом возможных совмеще ний и перекрытий;
—по нормативам в зависимости от операций и обо рудования устанавливается время на обслуживание ра бочего места, отдых и личные надобности Т0б и 7д;
—определяется норма времени Тшт;
—для серийного производства устанавливается со став подготовительно-заключительной работы, вычисля ется подготовительно-заключительное время Тпэ и штуч но-калькуляционное время 7ш к-
Основное (технологическое) время 7’0Т затрачивается непосредственно на изменение форм и размеров детали
иопределяется по формулам, установленным на осно вании кинематики данного метода обработки и выбран ных режимов (см. § 1.4). Формулы для расчета основ ного (технологического) времени приводятся в литера
туре по нормированию, а также в справочниках 18. 9, 12].
Вспомогательное время Тв расходуется на установку и снятие детали, на приемы управления станком и изме рение деталей. Оно определяется по нормативам, но при этом следует учитывать только ту часть вспомогатель ного времени, которая не перекрывается машинным вре
менем.
Сумма Гот+^в называется оперативным временем. Время обслуживания рабочего места Т0<>состоит из двух частей: времени на. техническое обслуживание, не обходимое для смены инструмента или подналадки стан-
82
ка, и времени на организационное обслуживание рабо чего места для подготовки рабочего места, смазки стан ка и т. д. Обе части времени обслуживания рабочего места Т0б задаются в процентах от оперативного време
ни и берутся из нормативов.
Время перерывов на отдых и личные надобности Тл
зависит от ряда факторов и тоже определяется в про
центах от оперативного времени.
Подготовительно-заключительное время Тиз нормиру ется на партию деталей, и часть его, приходящаяся на одну деталь, включается в норму штучно-калькуляцион ного времени (при серийном п единичном производстве). Это время расходуется па ознакомление с работой, на •настройку станка, на консультацию с технологом и т. д. Время 7пз задается по нормативам в минутах и зависит от характера и объема подготовительных работ.
В курсовом проекте нормируются все операции про цесса. Сумма Гшт по всем операциям составляет трудо емкость процесса.
Приближенные формулы для определения основного (технологического) времени Тот и штучно-калькуляци онного времени Тшк в зависимости от обрабатываемой поверхности приведены в приложении 1.
4.10.Выбор варианта технологического процесса
При разработке технологического процесса изготов ления детали ставится задача найти вариант, обеспечи вающий наиболее экономичное решение.
Современные методы изготовления деталей позво ляют удовлетворить самые строгие требования чертежа, однако следует искать такое решение, которое обеспечи вает производственные и экономические требования.
Если в задании на курсовое проектирование не пре дусматривается особых требований, ограничивающих выбор маршрутов изготовления деталей, то в соответст вии с рекомендациями ЕСТПП следует в первую очередь использовать типовые технологические маршруты, про цессы и операции.
Не рекомендуется предусматривать обработку на уникальных дорогостоящих станках, за исключением тех случаев,- когда это технологически и экономически оправдано. Необходимо использовать только стандарт ный режущий и измерительный инструмент.
6* |
83 |
Следует применять наиболее совершенные формы ор ганизации производства: непрерывные и групповые по точные линии, групповые технологические процессы и групповые наладки на отдельные станки.
Как отмечалось в § 4.2, выбор типового техпроцесса осуществляется при наличии действующей системы коди рования, технологических классификаторов и других до кументов. Разработка рабочего техпроцесса должна вы полняться на базе типового.
Для выбора типовых процессов можно пользоваться справочником технолога [8], где собраны типовые тех нологические маршруты обработки деталей для серий ного производства. В типовых технологических маршру тах приводятся данные по видам заготовок, оборудова нию и оснастке. Маршруты охватывают большое коли чество деталей — представителей различных групп, в том числе: направляющие планки, зубчатые рейки, фланцы, втулки, муфты, кольца, рычаги, вилки, кронштейны, зуб чатые колеса, валы. В справочнике приводятся данные по станкам, приспособлениям и режущим инструментам.
При использовании типового процесса следует счи тать его наиболее рациональным, однако при выборе единичного процесса применительно к конкретным усло виям необходимо принять экономически оправданный ва риант.
Для сравнения вариантов технологических процессов по себестоимости в общем случае можно использовать формулу'
С=А+В/Х,
где С — себестоимость изделия; А — сумма текущих рас ходов; В — сумма единовременных расходов, связанных с выпуском изделий; X — количество деталей, подлежа щих изготовлению.
К текущим расходам относятся расходы на материал, зарплату, сжатый воздух, газ, смазочные и прочие вспо могательные материалы, освещение, отопление, ремонт зданий и т. д.
Расходы на материал и зарплату определяются по формулам § 1.4. Прочие расходы Я т, относящиеся к те кущим, определяются на основании нормативов, отнесен ных к одному часу рабочего времени. Если обозначить сумму всех этих расходов на один час работы через qv
то расходы на одну операцию равны Я т= Г ш А /60.
84
К единовременным расходам относятся расходы на изготовление и содержание специального оборудования, специальной оснастки, измерительного и режущего ин струмента в количествах, необходимых для изготовления заданного количества деталей. Величины этих расходов также берут из соответствующих нормативов и прейску рантов цен.
Если при первом варианте С'=А'-\-В'/X, при втором
С"=А"-\-В"/X и если А '< А " и В'<сВ", то меньшая себестоимость получается при первом варианте.
Если же А '>А ", но В '<В ", меньшая себестоимость будет при условии, что количество деталей Х|ф, подле жащих изготовлению, не меньше чем
v В " - в 1
'к,,"“ А ' — Л " '
Обычно при выборе варианта достаточно сравнить процессы по какому-либо одному элементу себестоимо сти, по которому принимаются разные решения, напри мер по расходам на материал или зарплату, если принят другой вид заготовки или предусмотрено другое обору дование. В сборочных процессах предпочтительно срав нивать варианты по зарплате.
4.11. Разработка технологических процессов изготовления печатных плат
В современной конструкции РЭА широко применяют ся печатные платы. Использование их в качестве осно вания для размещения электрорадиоэлементов, микро схем и других функциональных единиц и блоков, а так же соединяющих проводников обеспечивает высокую технологичность (уменьшение габаритов, массы, возмож ности автоматизации монтажа и др.) и постоянство па разитных параметров монтажа. Поэтому при разработке курсовых проектов по технологии РЭА печатным платам следует уделять большое внимание и надо знать нормы и положения соответствующих стандартов.
Согласно .ГОСТ 23752— 79 |
(Платы |
печатные. Общие |
||
технические условия) печатные платы |
(кроме |
плат длй |
||
ячеек СВЧ) разделяются на односторонние |
и |
(О П П ), |
||
двусторонние (ДПП), многослойные |
(МПП) |
гибкие |
||
печатные платы (ГПП) и |
гибкие |
печатные |
кабели |
(ГПК). Они должны быть разработаны в соответствии с требованиями ГОСТ 23751— 79 (Платы печатные. Тре-
85
бования и методы конструирования), в котором отмече но, что конструирование печатных плат следует осуще ствлять с учетом следующих методов изготовления:
химического — для ОПП, ДПП и ГПК; комбинированного позитивного— для ДПП и ГПП; электрохимического (полуаддитивиого)— для ДПП; металлизации сквозных отверстий — для МПП и
ГПП; металлизации сквозных отверстий с внутренними пе
реходами.
Шаг координатной сетки установлен в ГОСТ 10317—79. Печатные платы и ГПК по плотности прово дящего рисунка делятся на три класса: 1, 2 и 3. По следний характеризуется самой высокой плотностью проводящего рисунка. В данном ГОСТе приведены раз меры элементов проводящего рисунка, а также требова ния к конструкции печатных плат, предназначенных для автоматизированных процессов сборки, и требования
кэлектрическим параметрам печатных плат и ГПК. ГОСТ 23752—79 (Общие технические условия) содер
жит типы, технические требования; правила приемки; методы испытаний; маркировку, упаковку, транспорти рование и хранение; гарантии изготовителя. В техниче ских требованиях изложены требования к конструкции
ивнешнему виду, к электрическим параметрам, к паяемости и перепайкам, к устойчивости при климатических
имеханических воздействиях.
ОСТ 4.070.010—78 (Платы печатные под автоматиче скую установку элементов. Конструкция и основные раз меры) нормирует основные размеры, в том числе форму и размеры печатных плат, координатную сетку -и начало координат; элементы конструкции; фиксирующие и мон тажные отверстия, контактные площадки, проводники и расстояние между проводниками, резистивную маску, маркировку печатной платы; оформление и технические требования чертежа.
ГОСТ 23662—79 (Платы печатные. Получение заго товок, фиксирующих и технологических отверстий. Тре бования к типовым технологическим процессам) распро страняется на процесс изготовления ОПП, ДПП и МПП.
Заготовки следует получать вырубкой или отрезкой (на роли ковых и гильотинных ножницах). Стандарт нормирует ширину тех нологического поля (для ОПП и ДПП до 10 мм, для МПП до 30 мм), предельные отклонения от номинальных размеров загото вок, вид или расположение фиксирующих отверстий, количество и
расположение технологических отверстий (для МПП). Фиксирующий и технологические отверстия следует изготовлять пробивкой или сверлением (в зависимости от типа производства). Стандартом так же нормируются станки, инструмент, режимы резания, предельные нормы биения сверла, предельные отклонения диаметров фиксирую щих и технологических отверстий и расстояний между центрами, параметр шероховатости поверхности отверстий и др.
Приведены последовательность технологических операций полу чения заготовок, фиксирующих и технологических отверстий, требо вания безопасности и методы контроля.
ГОСТ 23663— 79 (Платы печатные. Механическая за чистка поверхности. Требования к типовому технологи ческому процессу) состоит из технических требований и методов контроля.
ГОСТ 23664— 79 (Платы печатные. Получение метал лизированных и монтажных отверстий. Требования к ти повым технологическим процессам) распространяется на процессы изготовления ОПП, ДПП и МПП и преду сматривает образование отверстий штамповкой или свер лением.
Применяются специальные станки и станки с числовым програм мным управлением. Приведены стандарты на комбинированные твер досплавные сверла для одновременного зенковання отверстий (ГОСТ 20686—75) и твердосплавные спиральные сверла (ГОСТ 22093—76 и ГОСТ 22094—76), нормы предельных отклонении диаметров отвер стий и зенковок и центров отверстий относительно узлов коорди натной сетки, а также последовательность технологических опера ций и способы устранения характерных дефектов. Приведены мето ды контроля.
ГОСТ 23665— 79 (Платы печатные. Обработка кон тура. Требования к типовым технологическим процес сам) предусматривает для обработки контура использо вать штамповку, отрезку на гильотинных ножницах, об работку алмазным кругом или фрезерование. Даются рекомендации по выбору метода обработки в зависимо сти от типа производства и требований к качеству кон тура плат, требования к оборудованию, инструменту и режимам обработки, а также методы контроля продук ции после выполнения операции.
ГОСТ 23727— 79 (Платы печатные. Требования к ти повому технологическому процессу получения проводя щего рисунка) распространяется на технологические процессы получения проводящего рисунка субстрактивным методом и устанавливает технические требования к операциям подготовки поверхности заготовок фольгированных диэлектриков перед нанесением фоторезистов и трафаретных печатных красок, получения защитного
87
рельефа, травленйй меди й освётЛеийя покрытия спла вами на основе олова, снятия защитного рельефа, обра зованного фоторезистами и красками, нанесения защит ной маски и маркировки печатных плат.
В этом ГОСТе рассмотрены технические требования, требования безопасности и методы контроля. Даны четыре обязательных при
ложения: |
1— требования к трафаретной печатной |
форме, 2 — требо |
вания к |
рабочим фотошаблонам, 3 — требования |
к производствен |
ным помещениям, 4 — проверка чистоты отмывки |
плат и заготовок. |
|
Приложения 5—14 — рекомендуемые. |
поверхности заго |
|
В приложении 5 рассматривается подготовка |
товок фольтированного диэлектрика тремя способами: химическим способом I, химическим способом II и электрохимическим способом. Для химического способа II, где в операции обезжиривания и де капирования применяется синтанол ДТ-7, дан рецепт приготовления раствора для химической очистки поверхности печатных плат. Для операций обезжиривания электрохимическим способом дан рецепт приготовления раствора для подготовки (электрохимической) по верхности заготовок.
Рис. 3. Схема технологических операций изготовления проводящего рисунка с применением фоторезистов
Приложение б содержит технические характеристики фоторези стов (сухого негативного СПФ-2, жидкого позитивного ФП-В1 и ФП27-18БС и жидкого негативного ФПП) и трафаретных печатных
красок |
(СТ3.12, |
СТ3.13, ТНПФ, СТЗ-19-82), приложение 7 — схемы |
||
технологических |
операций изготовления |
проводящего |
рисунка с при |
|
менением: |
|
|
|
|
а) |
фоторезистов (рис. 3); |
резисторов |
(рис. 4); |
|
б) |
фотореэисторов и металлических |
|||
в) |
трафаретных печатных красок (рпс. 5). |
|
Приложение 8 рассматривает формирование защитного рельефа с применением фоторезистов и трафаретных печатных красок. Для фоторезиста СПФ-2 дается последовательность операций и перехо дов, материалы и режимы. Кроме того, приведены инструкции по определению времени проявления фоторезиста СПФ, уничтожение отходов сухого пленочного фоторезиста и контролю и стабилизации регенерированного метилхлороформа марки Б. Для 'валкового фото резиста ФП-В1 и фоторезиста ФП27-18БС приводится последова тельность операций и переходов, материалы и режимы, а для жид кого фоторезиста ФПП, кроме указанных технологических данных, дается инструкция по корректировке вязкости жидких фоторезн-
стоп, определению режимов экспонирования и регенерации светочув ствительного раствора ФПП.
Заканчивается приложение 8 рассмотрением технологического процесса формирования защитного рельефа с использованием тра фаретных печатных красок. Как и выше, используется схема: по следовательность операции и переходов, материалы, режимы. Дана методика экспресс-оценки растекания краски, технология подготов ки остеографического станка к работе, технология изготовления трафаретных печатных форм (натяжения сетки) в трех вариантах,
Рис. 4. Схема технологических операций изготовления проводящего рисунка с применением фоторезистов и металлических резистов
Рис. 5. Схема технологических операции изготовления проводящего рисунка с применением трафаретных печатных красок
методика приготовления клеевых композиций ТК и ГИПК-212, тех нология подготовки поверхности сеток, технология получения ри сунка на трафаретной печатной раме. Для последней технологии приводятся два способа. По первому — прямому — рассматриваются два варианта технологического процесса: с применением светочув ствительного состава ФСТ и с применением жидкой фотополимерной композиции «Фотосет Ж ». Второй — косвенный способ — пред ставлен технологическим процессом с применением пигментной бу маги и технологическими инструкциями по приготовлению раствора для придания чувствительности пигментной бумаге, приготовлению раствора для обработки поверхности фотошаблона и лавсановой пленки; технологическим процессом отделки трафаретных печатных форм.
В приложении 9 рассмотрена технология травления меди с про бельных мест. Дан технологический процесс травления печатных плат с рисунком, защищенным печатными красками, фоторезистами и благородными металлами в железо-медно-хлоридном растворе с непрерывной электрохимической регенерацией, инструкция по при готовлению железо-медно-хлоридного раствора, методика его ана
лиза и калибровка датчика травильной способности. Дается также технологический процесс травления печатных плат с рисунком, за щищенным печатными красками, фоторезистами и благородными металлами в перекнсно-медно-хлорндном растворе с корректировкой, инструкции по приготовлению и утилизации избыточной части, а также методика анализа этого раствора. Приводится технологи ческий процесс травления печатных плат с рисунком, защищенным сплавами на основе олова и благородных металлов, и инструкции по приготовлению растворов для травления печатных плат с ржИунком, защищенным сплавами на основе олова.
Приложение 10 рассматривает технологию удаления сухого пле ночного фоторезиста СПФ-2, технологию удаления фоторезистов ФП27-18БС, ФПП, ФП-В1 и методику определения поглощения ще лочи при снятии трафаретной краски щелочными растворами.
В приложении И дана технология получения защитной маски, методика приготовления компаунда для защитных масок и инструк ция по приготовлению компаунда на основе эмали ЭП-914.
Приложение 12 рассматривает технологию нанесения маркиро вочных знаков, а приложение 13 — материалы, используемые в техмроцеосе. Приложение 14 не (представляет интереса для курсового проектирования.
ГОСТ 23864—79 (Платы печатные. Требования к ти повому технологическому процессу лужения проводяще го. рисунка сплавом Розе) включает следующие основ ные операции: подготовку печатных плат; нанесение флюса на поверхность, подлежащую лужению; лужение; контроль; удаление остатков флюса; сушку. Даются тех нические требования к выполнению технологического процесса лужения сплавом Розе и требования безопас ности. В справочном приложении приведено оборудова ние и его техническая характеристика.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ УЗЛОВ И БЛОКОВ РЭА
5 .1. Особенности процессов сборки РЭА
Заключительным этапом в производстве РЭА явля ется сборка. Сборочные работы в зависимости от уров ня кооперации иногда составляют 40— 60% от общей трудоемкости изготовления радиоаппаратуры. Это объ ясняется особенностями радиотехнического производст ва и прежде всего сложностью современных конструк ций, наличием длинных размерных цепей и бодьщого
9Q